第一篇：城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡通信

城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡通信 1引言

目前我國城市軌道交通建設正在快速的發(fā)展，到2010年我國計劃新建城市軌道交通項目總長度將近1300公里，總投資約5000億元。城市軌道交通系統(tǒng)是一種高密度、大運量的交通系統(tǒng)，必須保證其高度的安全性和可靠性，而電力綜合監(jiān)控自動化系統(tǒng)則為整個軌道交通的安全運行提供了基礎保障。電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)簡稱SCADA 系統(tǒng)，它是以計算機為基礎的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)，對現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)及各類信號報警等各項功能，使調(diào)度中心實時掌握各個變電所設備的運行情況，直接對設備進行操作。

電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)早期廣泛應用在鐵道電氣化遠動系統(tǒng)上，如今隨著城市軌道交通的迅猛發(fā)展，它走入了一個新的發(fā)展時期，并逐漸形成了具有城市軌道交通特色的電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)，和以往的系統(tǒng)相比其具備以下特點：

（1）具有更強大的接口通訊處理能力；

（2）具有更快速準確的實時數(shù)據(jù)運算和傳送功能；

（3）具有單控、程控、時間控制等更靈活多樣控制功能

（4）具有更強大集中的數(shù)據(jù)監(jiān)視平臺，提供更豐富的調(diào)度管理功能。

隨著計算機等通信技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應用，地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡及其通信協(xié)議正向著開放、高速、綜合的網(wǎng)絡化方向發(fā)展，采用統(tǒng)一的國際標準，提高所內(nèi)設備的互操作性，是今后電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的方向，也是設計新的大型綜合監(jiān)控系統(tǒng)的出發(fā)點。

本文結(jié)合國內(nèi)外城市軌道交通對電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求和工程實際詳細分析和闡述了城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡通信體系，分析了IEC61850標準在城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)上的良好應用前景。電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)是利用計算機控制、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫、現(xiàn)代通信等技術(shù)將變電站所有二次設備（包括控制、信號、測量、保護、自動裝置及遠動裝置等），經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設計，對變電站執(zhí)行自動監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)來提高變電站運行效率和管理水平的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。

電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要有集中式和分布式兩種結(jié)構(gòu)，集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按信息類型劃分功能。其信息是集中采集、處理和運算的。此類結(jié)構(gòu)對監(jiān)控主機的性能要求較高，且系統(tǒng)處理能力有限，開發(fā)手段少，系統(tǒng)在開放性、擴展性和可維護性等方面較差，抗干擾能力不強。而分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)則按功能設計，如按保護和監(jiān)控等功能劃分單元，分布實施。其結(jié)構(gòu)采用主從 CPU協(xié)同工作方式，各功能模塊之間采用網(wǎng)絡技術(shù)或串行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。分布式結(jié)構(gòu)有助于系統(tǒng)擴展和維護，可靠性好，局部故障不影響系統(tǒng)其它模塊正常運行。

以廣州地鐵為例，其供電系統(tǒng)主要由110 kV/33kV主變電所及分布于沿線各站的牽引降壓混合變電所、降壓變電所組成，各車站變電所進線電源均采用33kV，地鐵內(nèi)部由33kV電壓組成一個獨立開環(huán)供電網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡以雙回路饋電電纜向各牽引降壓混合變電所和降壓變電所供電。針對該供電系統(tǒng)特點，廣州地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用了集中管理，分散布置的模式，分層、分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)由管理層，網(wǎng)絡通信層、間隔層設備組成。變電所管理層通過通訊網(wǎng)絡與所內(nèi)各供電系統(tǒng)智能設備進行接口數(shù)據(jù)交互，完成數(shù)據(jù)采集與控制功能。其電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)對全線上述各類變電所的供電設備進行監(jiān)視控制、數(shù)據(jù)采集以及對接觸網(wǎng)電動開關(guān)設備的運行狀態(tài)監(jiān)視控制，負責全線牽引及電力供電系統(tǒng)的運行管理、正常檢修及事故搶修的調(diào)度指揮，以確保整個供電系統(tǒng)及設備安全、可靠地運行。其典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，地鐵的間隔層設備接入系統(tǒng)的網(wǎng)絡主要有三種方式：

（1）間隔層設備直接接入到變電站的管理層網(wǎng)絡中，如交直流屏、再生制動裝置等間隔層設備。

（2）間隔層設備先聯(lián)網(wǎng)后再接入到管理層網(wǎng)絡中，如33kV保護測控單元、1500V保護測控單元、低壓智能測控單元等間隔層設備。

（3）通過轉(zhuǎn)換單元接入管理層網(wǎng)絡，如軌電位、上網(wǎng)隔離開關(guān)、排流柜等間隔層設備。

圖1

典型城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

該系統(tǒng)采用三級控制方式，即控制中心遠方控制、所內(nèi)控制信號盤上集中控制、設備本體控制。三種控制方式互相閉鎖，以達到安全控制的目的。中央監(jiān)控中心主要有控制、數(shù)據(jù)采集處理、顯示、報警、維修及事故搶修調(diào)度等功能。調(diào)度人員在此進行日?？刂啤⒈O(jiān)視和調(diào)度管理等工作。設在變電所的就地監(jiān)控系統(tǒng)由控制信號盤（包括通迅控制器、測控單元、饋線隔離開關(guān)控制回路、交換機等）、下位單元、維護機及所內(nèi)通信網(wǎng)絡等部分組成。城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信

隨著計算機技術(shù)、現(xiàn)場總線、快速工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應用，地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡及其通信協(xié)議也正發(fā)生著深刻的變化，傳統(tǒng)的集中、低速、專用封閉式的自動化系統(tǒng)正向著開放、高速、綜合的網(wǎng)絡化方向發(fā)展，通過局域網(wǎng)的互聯(lián)，實現(xiàn)系統(tǒng)信息資源的共享利用。

從目前地鐵工程建設實施的經(jīng)驗以及國內(nèi)外設備和技術(shù)條件來看，地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵在于如何有效解決各種設備間的接口通信。由于各大傳統(tǒng)的間隔層電力設備和監(jiān)控系統(tǒng)廠商幾乎都有適用于自家設備的通信協(xié)議，各種協(xié)議之間無法直接通信使得電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)廠商集成的時候增加了很大的技術(shù)難度和很高的技術(shù)成本，因此要從根本上解決接口問題，就只有要求各個廠家采用開放式的接口和通信協(xié)議，構(gòu)建一個開放的系統(tǒng)。目前，地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)也正向著通信接口標準化、提高設備間的互操作性方面發(fā)展。研制開發(fā)符合國際和國家標準通信規(guī)約的各種通信軟件對于提高地鐵變電站綜合自動化系統(tǒng)的技術(shù)水平和管理水平顯得非常重要，也是地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的主要發(fā)展方向之一。

IEC61850標準是基于通用網(wǎng)絡通信平臺的變電站自動化系統(tǒng)唯一國際標準，它是由國際電工委員會第57技術(shù)委員會(IECTC57)的 3個工作組10,11,12(WG10/11/12)負責制定的。它能大幅度改善信息技術(shù)和自動化技術(shù)的設備數(shù)據(jù)集成，減少工程量、現(xiàn)場驗收、運行、監(jiān)視、診斷和維護等費用,節(jié)約大量時間,增加了自動化系統(tǒng)使用期間的靈活性。它解決了變電站自動化系統(tǒng)產(chǎn)品的互操作性和協(xié)議轉(zhuǎn)換問題。采用該標準還可使變電站自動化設備具有自描述、自診斷和即插即用（Plug and Play）的特性，極大的方便了系統(tǒng)的集成，降低了變電站自動化系統(tǒng)的工程費用。

IEC61850通信標準通過對變電站自動化系統(tǒng)中的對象進行統(tǒng)一建模，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和獨立于網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的抽象通信服務接口（ACSI），并支持TCP/IP協(xié)議，是一個開放的，代表了未來變電站自動化技術(shù)發(fā)展方向的通信協(xié)議，IEC61850標準強調(diào)了變電站自動化系統(tǒng)中信息的數(shù)字化，既包括在管理層和間隔層實現(xiàn)基于高速以太網(wǎng)的實時通信，也包括在過程層（包括數(shù)字化的電氣量采集裝置、合并單元等）實現(xiàn)基于網(wǎng)絡的通信。這種基于以太網(wǎng)的通信架構(gòu)的采用，統(tǒng)一了通信系統(tǒng)的物理介質(zhì)，減少了因為不同的物理介質(zhì)而導致的互連問題，同時在過程層中采用以太網(wǎng)進行二次電氣量（包括模擬量、開關(guān)量）的數(shù)字化傳輸，將大大減少變電站的接線，方便工程設計和維護。IEC61850協(xié)議將變電站通信體系分為3層：變電站層（管理層）、間隔層及過程層。在管理層和間隔層之間的網(wǎng)絡采用抽象通信服務接口映射到制造報文規(guī)范、傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議（TCP/IP）、傳輸GSE/GOOSE信息的無連接網(wǎng)絡協(xié)議CNNP，傳輸網(wǎng)絡是冗余以太網(wǎng)或光纖環(huán)網(wǎng)。在間隔層和過程層之間的網(wǎng)絡采用點對點的單向傳輸以太網(wǎng)或者交換式實時以太網(wǎng)。

在廣州地鐵五號線電力監(jiān)控系統(tǒng)中，在和底層間隔層設備的通信協(xié)議上首次采用了國際先進的IEC61850協(xié)議，廣州地鐵在全國同行業(yè)率先采用IEC61850標準極大地推動了軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)向國際標準前進的步伐，同時也敦促和堅定了設備廠家開發(fā)IEC61850規(guī)約，向國際統(tǒng)一標準發(fā)展的決心?？梢哉f為軌道交通乃至全國電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口的標準化開發(fā)帶一個好頭。

4結(jié)束語

本文分析了城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能、通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，介紹了IEC61850國際通用標準協(xié)議，它為改進信息技術(shù)和自動化技術(shù)的設備數(shù)據(jù)集成提供可能，極大的方便了系統(tǒng)集成，保證了系統(tǒng)運營的穩(wěn)定安全。隨著網(wǎng)絡技術(shù)、通信技術(shù)以及計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)將是一個融合了當今最新的網(wǎng)絡技術(shù)、符合最新的國際變電站自動化通信體系標準、結(jié)構(gòu)以及功能上完全分布的開放式系統(tǒng)。

第二篇：PowerLogic電力監(jiān)控系統(tǒng)

PowerLogic電力監(jiān)控系統(tǒng)

作為世界領先的電氣產(chǎn)品供應商，針對客戶需求，提供了專業(yè)的電力監(jiān)控解決方案。它基于先進的現(xiàn)場總線方式實現(xiàn)電力系統(tǒng)信息的交換和管理，系統(tǒng)集保護、測量、控制、信號采集、故障錄波、諧波分析、用電管理、電能質(zhì)量分析、負荷控制和運行管理為一體，通過通訊網(wǎng)絡、計算機和專業(yè)的電力監(jiān)控軟件使用戶的電力系統(tǒng)透明化，是一套提高電力系統(tǒng)安全性、可靠性和管理水平的智能化系統(tǒng)。

PowerLogic電力監(jiān)控系統(tǒng)充分運用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)、控制技術(shù)的最新發(fā)展，實現(xiàn)了對變配電系統(tǒng)的中壓系統(tǒng)、低壓系統(tǒng)、變壓器、直流屏、發(fā)電機組、應急電源等設備的分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。

施耐德電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能：

·電力系統(tǒng)運行監(jiān)視

·電能消耗管理：分析電能消耗、設備電能分配、電能流向

·電能質(zhì)量管理：諧波分析、波形捕捉、擾動和波動監(jiān)測等

·報警和事件管理

·歷史數(shù)據(jù)管理

·遠程控制

·報表管理

·用戶管理

PowerLogic電力監(jiān)控系統(tǒng)為用戶提供了完整的電力監(jiān)控解決方案，同時具有良好的開放性，可以方便地與其它自動化系統(tǒng)和智能裝置進行通訊，如DCS系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)、消防控制系統(tǒng)等，實現(xiàn)自動化系統(tǒng)間相互通訊和信息共享。

北京合眾科林公司和施耐德電氣不僅為用戶提供了專業(yè)的電力監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，同時提供了專業(yè)的系統(tǒng)集成服務：協(xié)助進行需求的分析、監(jiān)控方案的制定、系統(tǒng)費用的預算、設計和施工圖紙的制作、現(xiàn)場的施工和調(diào)試、用戶的培訓、售后服務等。

客戶價值：

·提高電氣系統(tǒng)運行管理的效率

·減少電能消耗成本

·提高系統(tǒng)運行連續(xù)性和可靠性

·縮短停電時間，減少停電損失，避免故障發(fā)生

·減少系統(tǒng)運行管理和維護費用

·監(jiān)視電能質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)潛在故障

第三篇：綜合監(jiān)控系統(tǒng)報告

綜合監(jiān)控系統(tǒng)

隨著地鐵現(xiàn)代化和自動化技術(shù)的發(fā)展，對運營安全和管理水平要求的不斷提高，運營過程中被監(jiān)控對象之間的關(guān)系越來越復雜，對信息采集和處理的實效性要求越來越高，對運營的安全、可靠性越來越受到重視，對資源共享和信息共享提出了更高的要求。

現(xiàn)代化的地鐵運營管理要求自動化系統(tǒng)能提供一個可實現(xiàn)信息互通和資源共享的平臺。地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一個面向調(diào)度和車站操作人員的大型計算機集成系統(tǒng)，采用先進的計算機及網(wǎng)絡技術(shù)，集成和互聯(lián)多個自動化系統(tǒng)（如電力監(jiān)控系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、設備監(jiān)控系統(tǒng)等），形成一個統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)了各集成和互聯(lián)系統(tǒng)的信息整合和共享、綜合監(jiān)視與操作。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能包括對機電設備的實時集中監(jiān)控功能和各系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)聯(lián)動功能兩大部分。一方面，通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)對電力設備、火災報警信息及其設備、車站環(huán)控設備、區(qū)間環(huán)控設備、環(huán)境參數(shù)、屏蔽門設備、防淹門設備、電扶梯設備、照明設備、門禁設備、自動售檢票設備、廣播和閉路電視設備、乘客信息顯示系統(tǒng)的播出信息和時鐘信息等進行實時集中監(jiān)視和控制的基本功能；另一方面，通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)，還可實現(xiàn)非運營情況下、正常運營情況下、緊急突發(fā)情況下和重要設備故障情況下各相關(guān)系統(tǒng)設備之間的調(diào)互動。

一、綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成方案。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)從集成的深度來劃分，有頂層信息集成、深度集成兩種集成方案。

1、頂層信息集成

頂層信息集成實質(zhì)是將早期分立監(jiān)控模式下各子系統(tǒng)的上下位機結(jié)構(gòu)拆分成兩個獨立部分進行設計、實施和調(diào)試。上位機監(jiān)控部分功能由綜合監(jiān)控系統(tǒng)來完成，下位控制器部分功能由各集成子系統(tǒng)完成，建立在此結(jié)構(gòu)上的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，通常會設置專門的網(wǎng)關(guān)接口設備(如前端處理器FEP)來實現(xiàn)與各接入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信和信息隔離。

頂層信息集成模式強調(diào)對綜合監(jiān)控系統(tǒng)的自身性能保護, 數(shù)據(jù)處理過程中需要通過網(wǎng)關(guān)接口設備(前端處理器FEP)將各接入系統(tǒng)所上傳的監(jiān)控信息進行有選擇性的篩選,控制子系統(tǒng)上傳點數(shù)的總體規(guī)模,從而保證自身系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性。國內(nèi)早期的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，比如上海地鐵3號線主控系統(tǒng),就是采用這種集成模式的系統(tǒng)構(gòu)架來進行工程實施的。

頂層信息集成模式受到當時網(wǎng)絡傳送帶寬、計算機軟件數(shù)據(jù)處理能力和各子系統(tǒng)間接口協(xié)議不開放等多方面因素的限制，整個數(shù)據(jù)處理過程中增加了一個轉(zhuǎn)換和再處理環(huán)節(jié),造成系統(tǒng)的實時響應性受到拖累。為克服這種不利影響,綜合監(jiān)控系統(tǒng)只能采用控制系統(tǒng)監(jiān)控點數(shù)的方法來解決實時響應性的問題,這樣也間接導致被集成子系統(tǒng)的部分原有功能被弱化或舍棄。同時，各重要集成子系統(tǒng)站間通信和遠程訪問等功能所需的網(wǎng)絡通道卻無法由綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供。為了實現(xiàn)這些站間通信功能,這些子系統(tǒng)只能采用另外再單獨組網(wǎng)的方式來解決。

2、深度集成

深度集成是將原來分層設置的多個監(jiān)控系統(tǒng)作為一個大規(guī)模的綜合自動化系統(tǒng)，進行統(tǒng)一設計、招標、實施和調(diào)試。深度系統(tǒng)集成模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)容也相應擴大，包括了頂層集成模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控子系統(tǒng)(PSCADA)、環(huán)境與設備監(jiān)控子系統(tǒng)(BAS)、火災自動報警子系統(tǒng)(FAS)和門禁子系統(tǒng)(ACS)等多個部分。其主要特點為將分立監(jiān)控系統(tǒng)上下位機結(jié)構(gòu)作為一個整體進行考慮，原來分立系統(tǒng)的功能統(tǒng)一在綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件平臺上完成。深度系統(tǒng)集成模式在接入方式上進行了優(yōu)化設計，多個控制層設備(如PSCADA控制器、BAS控制器、FAS報警盤和ACS控制器等)皆直接連接到綜合監(jiān)控系統(tǒng)的站級局域網(wǎng)絡上，這樣的設計在簡化網(wǎng)絡層次的同時，還滿足相關(guān)子系統(tǒng)設備異地通信和遠程訪問等功能需求。

深度集成模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)在上下位機的連接方式上采用主要控制層設備直接接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)站級局域網(wǎng)的方式，這樣控制層設備之間的站間通信功能和遠程訪問、下載和維護功能，皆可以通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建的全線網(wǎng)絡來實現(xiàn)，這在以往頂層信息集成模式中是無法實現(xiàn)的。

從軟件數(shù)據(jù)采集和處理方面來看，由于深度集成模式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用同一廠商的開放性軟件集成平臺，使得大多數(shù)監(jiān)控數(shù)據(jù)可以采用一次數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)表示的處理方式，而不需要進行頂端信息方式所需的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)再處理等過程，因此減少了中間環(huán)節(jié)，系統(tǒng)實時響應性得到了保證，系統(tǒng)監(jiān)控點數(shù)的規(guī)模也可相應擴大，因此實現(xiàn)功能相對于頂層信息集成來說更加完善和強大，各城市地鐵新線綜合監(jiān)控系統(tǒng)皆根據(jù)各自的特點采用類似的建設模式。

二、綜合監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成方案

綜合監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)運營管理模式、采集信息的處理方式以及中央級存儲和管理數(shù)據(jù)量的大小，在構(gòu)成上可分為以下三種方案。

方案一：在中央級設置冗余的全局實時和歷史數(shù)據(jù)服務器，將車站級的所有聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)實時地采集到中央級來進行統(tǒng)一的管理和控制。由于數(shù)據(jù)量的龐大，處理復雜，需要分別設置實時數(shù)據(jù)服務器和歷史數(shù)據(jù)庫服務器，以便監(jiān)視和控制全線所有監(jiān)控對象，實時反映現(xiàn)場狀態(tài)并進行及時的響應和存儲。車站級僅設實時服務器，僅保存本站所需的、常用的、重要的數(shù)據(jù)和參數(shù)。

方案二：綜合監(jiān)控系統(tǒng)不設置全局性控制服務器及實時數(shù)據(jù)服務器，車站級作為數(shù)據(jù)收集、處理和保存的核心；中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)仍設置冗余的實時服務器和歷史服務器，但其軟硬件配置上與車站級服務器屬于同一檔次。在中心數(shù)據(jù)庫中不收集、保存和管理全局數(shù)據(jù)，僅保存控制中心監(jiān)控所需的、常用的、重要的數(shù)據(jù)和參數(shù)，一般數(shù)據(jù)和參數(shù)根據(jù)調(diào)度員所需臨時訪問各車站數(shù)據(jù)庫。

方案三：車站分為集中站和分站，中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)設置冗余實時服務器和冗余歷史服務器，中心不擔負每個車站級實時數(shù)據(jù)處理，只負責必須由中央級實現(xiàn)的功能，而將大量實時數(shù)據(jù)處理功能下放到車站一級。車站一級又分為集中

站和分站，每3-4個車站設置一個集中站，其余為分站。集中站設冗余服務器，負責各站的數(shù)據(jù)處理，分站不設服務器。系統(tǒng)采用分布式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，車站主要負責系統(tǒng)聯(lián)動與模式控制功能。

集中站與分站的關(guān)系：正常情況下，集中站具有本站設備監(jiān)控功能，對分站設備只有監(jiān)視功能和數(shù)據(jù)存儲功能；分站監(jiān)控本站設備，分站授權(quán)給集中站后，集中站也可以具有對分站設備的控制功能。中心級與集中站、分站的關(guān)系：正常情況下，中心級直接與集中站互傳信息，集中站與分站互傳信息；經(jīng)過集中站授權(quán)后，中心級綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以與分站直接互傳信息。

綜合以上三個方案，在運營管理方面，方案

一、方案三更適用于OCC集中運營管理，亦即更容易向?qū)碥囌緹o人管理模式過渡，方案二集中管理功能相對較為弱化，不易將來向車站無人管理模式過渡；在系統(tǒng)安全可靠性方面，方案一每一個數(shù)據(jù)均雙重拷貝，當某一車站的服務器宕機時，不會存在數(shù)據(jù)丟失，且其故障范圍只影響本站，方案三每個數(shù)據(jù)亦雙重拷貝，但當集中站宕機時，其故障波及范圍包括本站及其分站，方案二多數(shù)數(shù)據(jù)僅儲存于車站服務器內(nèi)，無異地備份；在投資方面，三個方案之間差別不大；在可擴展性方面，三個方案均應采用分布式模塊化體系結(jié)構(gòu)，其差別主要在方案一、三中央級結(jié)構(gòu)龐大，擴展代價相對于方案二要高，由于方案三車站級采用集中站/分站結(jié)構(gòu)，其擴展靈活性比方案一、二要低。

三、綜合監(jiān)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成

系統(tǒng)主要由中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)、車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)（包括綜合后備盤）及綜合監(jiān)控骨干網(wǎng)等組成。

1、中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)

中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)由中央監(jiān)控網(wǎng)絡、運營控制中心（OCC）實時服務器、歷史服務器、磁盤陣列、磁帶記錄裝置、各類操作員工作站（總調(diào)工作站、電調(diào)工作站、環(huán)調(diào)工作站、維調(diào)工作站）、不間斷電源、打印機、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)（NMS）、大屏幕系統(tǒng)（OPS）等組成，用于監(jiān)視全線各車站（包括車輛段）的各個子系統(tǒng) 的運行狀態(tài)，完成中央級的操作控制功能。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)的中央級對全線重要監(jiān)控對象的狀態(tài)、性能等數(shù)據(jù)進行實時地收集及處理，通過各種調(diào)度員工作站和大屏幕以圖形、圖像、表格和文本的形式顯示出來，供調(diào)度人員參考和使用。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)一定的邏輯關(guān)系自動向分布在各站點的被監(jiān)控對象或系統(tǒng)發(fā)送模式、程控、點控等控制命令，或由調(diào)度員人工發(fā)布控制命令，從而完成對全線環(huán)境、設備和乘客的集中監(jiān)控。當系統(tǒng)處于正常工作模式時，中央級的控制級別高于車站級。中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)不同的情況啟動相應的預設工作模式實現(xiàn)全線與綜合監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的各子系統(tǒng)聯(lián)動控制。

2、車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)

車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)由車站監(jiān)控網(wǎng)絡、車站服務器、車站（或車輛段）操作員工作站、前端處理器（FEP）、打印機、綜合后備盤（IBP）等組成，用于監(jiān)視車站各子系統(tǒng)的運行狀態(tài)，完成車站級的操作控制功能。

車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)對全站監(jiān)控對象的狀態(tài)、性能等數(shù)據(jù)根據(jù)中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)的授權(quán)進行實時的收集及處理，通過值班員工作站以圖形、圖像、表格和文本的形式顯示出來，供值班員參考和使用。并且根據(jù)中央級綜合監(jiān)控系統(tǒng)的授權(quán)按一定的邏輯關(guān)系自動向分布在站內(nèi)的被監(jiān)控對象或子系統(tǒng)發(fā)送模式、程控、點控等控制命令，或由值班員人工發(fā)布控制命令，從而完成對全站環(huán)境、設備和乘客的集中監(jiān)控。當系統(tǒng)處于正常工作模式時，中央級的控制級別高于車站級。車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)不同的情況啟動相應的預設工作模式實現(xiàn)全站與綜合監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的各子系統(tǒng)聯(lián)動控制。

3、綜合監(jiān)控骨干網(wǎng)

綜合監(jiān)控骨干網(wǎng)是連接車站級監(jiān)控系統(tǒng)和中央級監(jiān)控系統(tǒng)的主干傳輸通道，在各車站及控制中心分別設置工業(yè)級以太網(wǎng)交換機，利用通信專業(yè)設置的以太環(huán)網(wǎng)，將中央級監(jiān)控系統(tǒng)、車站級監(jiān)控系統(tǒng)和車輛段監(jiān)控系統(tǒng)連接為一有機整體。

第四篇：電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計開發(fā)計劃書

電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件開發(fā)計劃書

項目名稱：電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件 小組編號: 15 版本號: v1.0 評審日期：2007-5-10軟件開發(fā)計劃書 1.概述

電力監(jiān)控系統(tǒng)是指通過串口與上位機通信，遵從自定的通信協(xié)議，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的交換與監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示和監(jiān)測數(shù)據(jù)的控制.軟件系統(tǒng)采用Client/Server(客戶機/服務器)結(jié)構(gòu)。1.1 目的

通過書寫開發(fā)計劃文檔，開發(fā)小組可以有條不紊地進行開發(fā)活動。這樣，小組在開發(fā)的過程中有章可循，否則會造成混亂而且低的工作效率。1.2 項目范圍

本項目負責項目生命周期模型的需求分析，系統(tǒng)設計、原型編碼階段。

2.角色與人員分工 2.1 基本信息

個人詳細的任務分工在后面進度計劃中描述，這里僅僅說明成員在本項目中擔任的角色 人員 角色 職責

孫曉凡 項目經(jīng)理 管理負責整個項目，協(xié)同開發(fā) 趙勇 系統(tǒng)分析員 進行系統(tǒng)分析與設計 趙勇 程序員 編程實現(xiàn)原型 趙勇 測試,配置 測試，配置管理 2.2 假設和約束 假設：

（1）需求比較穩(wěn)定；（2）項目人員按時到位；

（3）項目中遇到的所有新技術(shù)能順利得到解決；

約束：軟件需求文檔中描述的需求都能實現(xiàn)，保證項目工期 2.3 關(guān)鍵里程碑及其提交產(chǎn)品

里程碑名稱 產(chǎn)品名稱 提交日期 責任人

對象系統(tǒng)需求規(guī)格基線 《用戶需求說明書》 2007.5.20 趙勇 對象系統(tǒng)設計規(guī)格基線 《軟件設計說明書》 2007.5.29趙勇 測試要求 《測試計劃》 2007.9.17 趙勇

軟件使用說明 《軟件使用說明書》 2007.11.27 趙勇

程序包及程序框架文檔 程序包以及程序框架文檔 2007.11.27 趙勇 3.項目計劃

3.1 項目開發(fā)過程選擇 小組開發(fā)所用的開發(fā)過程

1）面向?qū)ο箝_發(fā)方法中的迭代開發(fā)。2）結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法中的瀑布模型。3.2 項目估算 3.1.1 工作量估算

Stage Percentage of Effort Effort(Person-Hours)需求獲取 4 8 需求分析 20 20 設計 40 30 實現(xiàn)（含編程，測試）20 20 項目管理 8 10 其它 4 8 總計 100 96 3.1.2 進度估算

2007-5-20 ~ 2007-6-20 給出詳細設計文檔草版，模塊的具體解析，各模塊的接口定義。

2007-6-20 ~ 2007-8-20 實現(xiàn)基本的框架，基本功能實現(xiàn)，給出詳細設計文檔修正版。

2007-8-20 ~ 2007-11-27

實現(xiàn)全部功能，項目的基本完成給出詳細設計文檔最終版，及使用手冊。

第五篇：電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用實例

電力監(jiān)控系統(tǒng)在龍巖青年大廈的應用

摘要：基于目前科學技術(shù)飛速發(fā)展，人們對電力資源的依賴越來越廣泛，而現(xiàn)階段國內(nèi)電力系統(tǒng)的運營成本還相對較高，因此完善電力系統(tǒng)各方面的工作已經(jīng)勢在必行。電力監(jiān)控系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)中具有重要的作用，它能夠有力的促進電網(wǎng)管理工作效率，降低電力系統(tǒng)的運營成本，本文通過福建龍巖大廈電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在辦公大樓中的應用。

引言

配電自動化，是一項集計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。

隨著電力網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，用電負荷的持續(xù)增長，各種新型負載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關(guān)注電能質(zhì)量問題，同時也對電能質(zhì)量提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加有效的電力監(jiān)控管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效低耗的運行。本文通過對福建龍巖青年大廈電力監(jiān)控的建設，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在辦公建筑中的應用。

1、項目概述及建設目標

福建龍巖青年大廈位于龍巖市商務營運中心J地塊，總投資1.8億元，總建筑面積39500平米，總高為92米，共22層（地下1層，地上21層），其中地下1層為車庫及人防，1至3層為商務金融及配套服務用房，4至21層為高端寫字樓。整個大樓用電分為10kV和0.4kV，其中10kV部分包括兩路進線以及兩路變壓器出線。0.4kV部分包括兩路變壓器進線以及74路低壓出線回路，負責整棟大樓照明插座、動力、空調(diào)等設備供電。

本電力監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控要求主要有以下幾個方面：

1.遠程觀測。要求系統(tǒng)能夠準確的對電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、視在功率、功率因數(shù)、頻率、開關(guān)狀態(tài)、剩余電流等信息進行檢測。

2.遠程通信。要求系統(tǒng)能夠及時的傳遞設備運作狀態(tài)以及故障信息。

3.報警。要求系統(tǒng)能夠通過設定，對各種信息進行報警。4.顯示。要求系統(tǒng)能夠就地顯示出各部分運作信息。

2、電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計

在監(jiān)控系統(tǒng)的設計中，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力系統(tǒng)的實際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監(jiān)控設備，這既有利于減少系統(tǒng)運作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。

本項目的電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對樓內(nèi)高低壓配電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，及時的顯示樓內(nèi)各個配電回路的運作狀態(tài)，當樓內(nèi)電力系統(tǒng)的負載越標時，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關(guān)人員分析樓內(nèi)各部分的用電狀況，使樓內(nèi)的用電活動更加安全，從而保證樓內(nèi)人員的生命安全，提高辦公人員的工作效率。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

依據(jù)新建辦公樓的配電情況和辦公室分布情況，能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡通訊層、現(xiàn)場設備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖2所示：

站控管理層管理人員與計算機進行人機交互的直接窗口，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況，是系統(tǒng)的最上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。

通訊層使用的設備為NPORT5630串口服務器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負責對現(xiàn)場設備回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達上位機對現(xiàn)場設備的各種控制命令。

現(xiàn)場設備層主要是連接于網(wǎng)絡中用于電參量采集測量的各類型的儀表等，也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。根據(jù)本項目的實際特點，在本項目方案設計時為低壓配電回路每個回路安裝ARCM200L-Z智能儀表，實現(xiàn)每個回路剩余電流、溫度、三相電流、三相電壓、頻率、功率、四象限電能等電參量監(jiān)測；并對每個回路斷路器分合閘狀態(tài)進行監(jiān)測。

2.2 網(wǎng)絡設計

電力監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠及時的對數(shù)據(jù)進行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)各項功能的基礎。對于福建龍巖青年大廈電力監(jiān)控系統(tǒng)來說，系統(tǒng)中監(jiān)控設備相對較少，而且大多集中分布于一個配電時內(nèi)，此時，可以先把每個設備就地與總線連接，之后在把各條總線全部接入通訊網(wǎng)關(guān)，來實現(xiàn)與主機的傳遞。

2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設計

系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打印；系統(tǒng)負荷實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。

2.3.1數(shù)據(jù)的采集與處理

數(shù)據(jù)采集主要包括模擬量以及開關(guān)量的采集。模擬量的采集主要是對線路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等信息進行采集，開關(guān)量的采集則主要是對斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘等設備的工作狀態(tài)，以及斷電保護、運行故障等報警信息進行采集，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

2.3.2數(shù)據(jù)記錄

電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能主要就是對斷路器分合狀態(tài)以及保護動作的前后順序進行記錄，它要求系統(tǒng)中必須有足夠的內(nèi)存空間，進而長時間的、大量的對數(shù)據(jù)信息進行記錄和存儲。其次，電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時的實時電流、實時電壓等數(shù)據(jù)進行記錄存儲。由此可見，數(shù)據(jù)記錄功能可以通過對保護裝置工作狀態(tài)的記錄，以及對故障信息的記錄，準確的反映出系統(tǒng)中存在的問題，從而便于工作人員解決。

2.3.3遠程操作

電力監(jiān)控系統(tǒng)的遠程操作包括遠程監(jiān)視、遠程通信、遠程調(diào)控等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的遠程控制，使工作人員可以遠程對電流、電壓等信息進行觀測，對系統(tǒng)故障進行分析，對保護裝置的狀態(tài)進行評估，更便于工作人員在遠程對隔離開關(guān)等設備進行操作，大大減少了工作人員的工作量，不過，在供配電設計中不僅要有電力監(jiān)控系統(tǒng)，還要設計人工操作系統(tǒng)，當電力監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以人工進行處理。

2.3.4電能管理

為了實現(xiàn)對本大樓內(nèi)各回路用電量的監(jiān)管，系統(tǒng)設計了電能管理報表，系統(tǒng)通過對有功電度的采集，按照回路名稱的不同，自動生成日報表、月報表和年報表并有報表打印功能，并可對某一回路的某一時間段內(nèi)的用電量進行查詢，可以幫助物業(yè)建立有效的用能管理考核制度。通過系統(tǒng)的建設和制度的建立，使各入駐企業(yè)管理辦公人員節(jié)能意識大大提高，有效的節(jié)約了企業(yè)管理辦公能源消耗。

3、供配電設計中應用電力監(jiān)控系統(tǒng)的意義

綜上所述，電力監(jiān)控系統(tǒng)幫助用電單位提高效率、減少損失、降低運營成本，電力監(jiān) 控系統(tǒng)能夠有效確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運營成本，也成為供配電設計中不可或缺的重要組成部分。電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信、故障報警、數(shù)據(jù)存儲記錄等功能使得工作人員在實際工作中更加方便，可以通過人機操作界面, 直接了解到電力系統(tǒng)的運行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監(jiān)控設備對數(shù)據(jù)的傳遞都是通過網(wǎng)絡傳輸來實現(xiàn)，因此，不同的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以設計不同的組網(wǎng)方式,確保數(shù)據(jù)信息能夠迅速、精準的進行傳輸。另一方面，在供配電設計中運用電力監(jiān)控系統(tǒng)，應該根據(jù)實際情況選擇監(jiān)控設備。一般的電力監(jiān)控系統(tǒng)通常都采用具有遠程通信、遠程觀測以及遠程控制等功能的設備，而一些高端電力監(jiān)控系統(tǒng)則需要選擇功能更加齊全的智能設備。

在商務樓、寫字樓等場所設置電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對樓內(nèi)高低壓配電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，及時的顯示樓內(nèi)各個配電回路的運作狀態(tài)，當樓內(nèi)電力系統(tǒng)的負載越標時，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關(guān)人員分析樓內(nèi)各部分的用電狀況，使樓內(nèi)的用電活動更加安全，從而保證樓內(nèi)人員的生命安全，提高辦公人員的工作效率。